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UNAM-PINCC
17-21 Octubre 2011
Evaluación de la disponibilidad de agua y los
costos asociados a la producción de cultivos
para la manufactura de biocombustibles
Estimación de la huella hídrica de la caña de
azúcar en México
María Eugenia Haro, Inés Navarro, Blanca Jiménez
[email protected]
IMPACTOS DE LA ALTERNATIVA
ENERGÉTICA DE BIOCOMBUSTIBLES
1. Disminución de biodiversidad
2. Suelo: erosión, pérdida fertilidad,
compactación
3. Agua: alto consumo, cambios en
escurrimiento e infiltración,
competencia por el recurso,
contaminación
4. Aire: emisiones por quema antes
de cosecha de caña
5. Pérdida de suelo agrícola para la
producción de alimentos
Disminución de la disponibilidad per capita
http://www.imta.gob.mx
Grado de presión sobre el recurso hídrico
2009
Intensidad de uso =
uso total
disponibilidad
Grado de presión:
Sin presión
< 10%
Medio
20% - 40%
Muy alto
> 100%
Conagua. Subdirección General de Programación. 2010. Elaborado a partir de: Conagua. Subdirección General Técnica. 2010 |
Conagua. Subdirección General de Administración del Agua. 2010
EVALUACIÓN DEL IMPACTO EN EL
RECURSO AGUA
Demanda de agua en la
producción agrícola de
caña de azúcar
Demanda de agua
en la producción de
etanol
Disponibilidad de agua renovable
DEMANDA DE AGUA VIRTUAL o HUELLA
HÍDRICA – CULTIVOS 1996-2005
Contribución de cultivos a la huella hídrica total
Caña de Algodón
Cebada
azúcar
3%
3%
Soya 4%
5%
Cultivos
p/forraje
9%
Otros (≤ 2 %)
38%
Maíz
10%
Arroz
13%
Agua virtual
Cultivo
Caña de azúcar
Vegetales
Raíces y
tubérculos
Frutas
Cereales
Aceites
m3/Ton
200
300
400
1,000
1,600
2,400
Trigo
15%
Mekonnen & Hoekstra, 2010
ESTIMACIÓN DE LA HUELLA HÍDRICA DE LA
CAÑA DE AZÚCAR
HHca = CWU
Y
CWU = 10  ET0
HHca
Y
CWU
ET0
= Huella hídrica caña de azúcar (m3/ton)
= Rendimiento (ton/ha)
= Requerimiento de agua (m3/ha)
= Evapotranspiración (mm/d)
Hoekstra et al. 2009
Penman-Monteith - FAO-56 (Allen et al., 2006)
DISPONIBILIDAD DE AGUA RENOVABLE
AD = [P – E] x A x f
P
E = -----------------------[0.9 + [(P/L)2]0.5
L = 300 + 25 T + 0.05 T3
Índice de uso intensivo
Iescasez = DAtotal
AD
Iescasez > 20%  estrés hídrico
AD = Agua disponible (m3/año)
DA = Demanda total de agua (m3/año)
AD : Agua disponible (m3/año)
P : Precipitación acumulada anual (mm/año)
E : Evapotranspiración (mm/año)
T : Temperatura (°C)
A : Superficie (km2)
f : Factor conversión (1000)
SITIO DE ESTUDIO
Municipio de Tamazula de Giordiano, Jal
Ingenio Tamazula
Superficie sembrada = 15,500 ha
Área de Riego:
Inundación (rodado) = 50 %
Aspersión = 25 %
Goteo = 25 %
Periodo: Febrero – Septiembre
Año: 2010
Precipitación: 0.2 – 32 mm/d
Sequía: Octubre – Junio (c/lluvias aisladas)
Eventos extraordinarios: 6 (35-89 mm/d)
12
30
10
25
8
20
6
15
4
10
2
5
0
0
Jan
Feb Mar Apr May Jun
Average temperature [°C]
Evapotranspiration [mm/d]
RESULTADOS
Jul Aug Sept Oct Nov Dec
Evapotranspiration
Temperature
Evapotranspiración: 6 – 10 mm/d
Temperatura: 13 – 25 °C/d
RESULTADOS
Mes
Evapotranspiración
Acumulada ET0
[mm]
HHca
[m3/ton]
HHca
Acumulada
[m3/ton]
Febrero
203
18.5
18.5
Marzo
458
23.2
41.7
Abril
729
24.6
66.3
Mayo
1019
26.4
92.7
Junio
1178
13.7
103.4
Julio
1468
26.3
132.7
Agosto
1750
25.7
158.4
Septiembre
2005
23.2
181.6
104 m3/ton < HHca =182 m3/ton < 200 m3/ton
Mekonnen & Hoekstra, 2010
RESULTADOS
HHca =182 m3/ton ≈ 20,020 m3/ha
Y = 110 ton/ha
DAinundación = 155 Mm3
A = 50%
DAaspersión = 54.3 Mm3
A = 25% y 30% ahorro
= 43.4 Mm3
A = 25% y 44% ahorro
DAgoteo
DAriego = 253 Mm3
Narayanamoorthy, 2004 & 2005
RESULTADOS
DAriego
=
DAmunicipal =
DATotal
253
Mm3
4.5 Mm3
P = 126,246 hab
= 257.5 Mm3
Agua Disponible = 367 Mm3
Índice de intensidad de uso = 86%
 Estrés hídrico en la región
ZONA CAÑERA DE TAMAZULA
EJEMPLO ATÍPICO
 Tecnificación
 2º. Lugar nacional en rendimiento
 Incremento de áreas de riego por goteo
 Experimentación con nuevas variedades
 Manejo de la distribución de agua
 Estaciones agroclimáticas
 Valor agregado a subproductos de la
producción de azúcar
REGIONES
CAÑERAS
ESTADOS PRODUCTORES
Producción promedio: 51% de Temporal 49% de Riego
Rendimiento promedio: Temporal ≈ 66 Ton/ha Riego ≈ 88 Ton/ha
Promedio 2000 - 2010
Estado
Puebla (2)
Morelos (2)
Chiapas (2)
Jalisco (6)
Michoacán (3)
Sinaloa (3)
Veracruz (22)
Tamaulipas (2)
Oaxaca (3)
San Luis Potosí (4)
Superficie Rendimiento
(ha)
(Ton/ha)
Vulnerabilidad
15,622
111 Δ demanda
14,070
107
28,949
89
6 4,962
88 Δ demanda + estrés hídrico
15,973
85 estrés hídrico
24,910
82
278,597
69 Δ demanda
31,241
67
45,611
61
70,893
57 estrés hídrico
Estados con mayor superficie cultivada, mejores rendimientos y ubicación de ingenios
Unión Nacional de Cañeros A.C. 2000-2010 http://www.caneros.org.mx/centro.html
CONCLUSIONES – RETOS PARA LA
VIABILIDAD DE ETANOL
 Prácticamente todo está por evaluar en materia
de agua:
 HHca ≈ Condiciones climáticas
 Prácticas de irrigación y rendimiento
 Demanda de otros usos de agua
 Disponibilidad de agua local-regional en zonas
cañeras
 Competencia en uso del agua a nivel localregional
CONCLUSIONES – RETOS PARA LA
VIABILIDAD DE ETANOL
 Política energética:
 Precio competitivo de Etanol vs. Caña de
azúcar
 Modernización de prácticas locales de
producción de caña
 Necesaria modernización de
infraestructura para la producción de etanol
(ingenios)
 Investigación: viabilidad de opciones de
biocombustibles de 2a. generación
Muchas
gracias por
su atención